Pompe hidraulice

CUPRINS

Argument1

Exemple de sisteme hidraulice3

Notiuni generale6

Clasificare7

Elemente componente8

Pompe volumice. Principiul de constructie. Descriere si functionare11

Pompe rotative12

1. Pompe rotative cu angrenaje13

2. Pompe rotative cu lobi17

3. Pompe rotative cu palete17

4. Pompe rotative cu pistoane axiale18

A. Pompa cu pistoane axiale Vickers19

B. Pompa cu pistoane axiale si cilindree constanta Vickers22

1. Pompa cu pistoane axiale, cilindree constanta si corp inclinat22

2. Pompa cu pistoane axiale, cilindree constanta si disc inclinat25

5. Pompe rotative cu pistoane radiale27

6. Pompe rotative cu surub28

7. Pompe cu cilindree constanta30

8. Pompe cu cilindree variabila30

9. Pompe cu cilindree auto-anulabila31

Recomandari pentru montarea diferitelor tipuri de pompe32

Caracteristici functionale generale33

Concluzii35

Bibliografie36

ArgumentHidraulica este tiina care studiaz transmiterea forei i a micrii prin intermediul unui lichid. ntrun sistem hidraulic puterea este transmis prin deplasarea lichidului. Transferul de cldur are loc datorit faptului c lichidul este supus forei de presiune.

Un sistem hidraulic conine i menine lichidul intro maniera ce permite utilizarea sa pentru a transmite putere i a efectua lucru mecanic. Rezervorul are rolul de a stoca si mentine lichidul la parametri optima. Filtrele, dopurile magnetice conditioneaza trecerea fluidului, eliminand impuritatile ce ar putea bloca caile de circulatie si ar duce la deteriorarea elementelor component. Elementele de racire sau de transfer de caldura ajuta la mentinerea unei temperaturi in limite de siguranta si previne deteriorarea lichidului. Acumulatorii reprezinta surse de energie stocata si mai au rolul de a stoca si lichidul.

Mediul hidraulic, agentul motor sau lichidul de lucru sunt denumiri atribuite frecvent fluidului utilizat in sistemele hidraulice de acionare. Acest fluid este supus, n timpul funcionrii sistemului, unor condiii de lucru deosebit de grele pentru transmiterea micrii i efortului, cum sunt: variaia ntr-un domeniu larg a temperaturii, presiunii i vitezelor de lucru, condiii n care trebuie s-i menin propietile fizico-chimice i mecanice pe o perioad determinat.

Condiiile grele de lucru expuse ridic restricii deosebit de severe i impun o selectare riguroas a categoriilor de fluide care s corespund la majoritatea cerinelor ce se impun acestora. Dintre cele mai importante cerine care se impun i pe baza crora se aleg aceste lichide de lucru, se menioneaz urmtoarele:

bune propieti lubrifiante i nalt rezisten mecanic a peliculei de lichid;

nalt rezisten i stabilitate chimic i termic spre a prevenii oxidarea, descompunerea i degradarea acestuia;

variaie minim a vscozitii cu temperatura;

s nu degaje vapori la temperaturi obinuite de funcionare i s nu conin impuriti care s faciliteze degajare de vapori;

s nu conin, s nu absoarb i s nu degaje aer peste cantitatea admisa de prescripiile tehnice;

s nu provoace corodarea i deteriorarea elementelor de etanare;

s aib un punct ridicat de inflamabilitate i ct mai sczut de congelare;

coninut minim de impuriti mecanice si tehnice.

Lichidele care corespund cel mai bine la aceste cerine i care au cptat o larg rspndire sunt uleiurile minerale. n afar de acestea se folosesc i o serie de lichide de sintez precum i alte medii, n condiii speciale de funcionare.

Uleiurile minerale se obin din iei prin extragerea unor fraciuni coninnd hidrocarburi grele. Hidrocarburile parafinice, naftinice i aromatice, coninute n iei, se gsesc fie independent, fie legate ntre ele. n afar de hidrocarburi, n materia prim se mai gsesc i ali componeni, care, pe lng carbon i hidrogen, mai conin i sulf, dnd natere unor substane asfaltoase, rini, acizi naftenici etc., substane care urmeaz a fi eliminate, fiind duntoare funcionrii sistemului de acionare.

Metamorfoza la care este supus ieiul pentru obinerea uleiului mineral este compus dintr-o serie de faze succesive, dup cum urmeaz: distilarea; rafinarea cu acizi sau cu solveni pentru eliminarea compuilor asfaltoi; neutralizarea, n vederea eliminrii rmielor de acizi de la operaia precedent, ultima operaie fiind tratarea cu pmnturi decolorante pentru asigurarea transparenei i puritatea necesar produsului finit.

Pentru ameliorarea calitii uleiurilor minerale se folosesc diverse procedee de suprarafinare, hidrorafinare i hidrotratare cu care se obin indici de viscozitate pn la 120 i chiar superiori.

O alt metod de cretere a calitii uleiurilor minerale o constituie aditivitatea acestora cu aditivi antioxidani, antiuzur, anticorozivi, antispumani, anticongelani, antirugin etc.

Dintr-un numr mare de tipuri de uleiuri minerale se recomand, pentru acionrile hidraulice, uleiurile hidraulice din grupa H pentru solicitri uoare.

Uleiurile din aceast grup, H19 H72, se recomand pentru cazul unor solicitri uoare pn la presiuni de 50 daN/cm2, la temperaturi de maximum 50o grade C si minimum de 5o C.

Pentru solicitri mai grele se folosesc uleiuri aditivate din grupa H12 H38, care pot fi folosite la presiuni de maximum 300 daN/cm2 la temperaturi cuprinse ntre 25o i 85o C. n cazul se cere o mare stabilitate a viscozitii si a inerie chimic se recomand a se utiliza lichide sintetice din polimeri ai oxidului de siliciu, compui pe baz de eteri sau alte lichide de sintez.

Din motive de protecie a muncii, ecologice i tehnice se constat o tendin de revenire la utilizarea apei n acionarea hidraulic. Motivaia tehnic se refer att la factori tehnico-economici legai de costurile lichidului ct mai ales de rigiditatea superioar a acesteia, n comparaie cu uleiul mineral sau alte lichide de sintez.

La presiuni ridicate se poate folosi un amestec de ulei de transformator cu petrol care rezist la presiuni pn la 10 kbar i temperaturi cuprinse ntre 0o 100o C.

De menionat, ca la presiuni ultraridicate de peste 30 kbar i temperaturi nu prea ridicate toate lichidele se solidific. n aceste condiii se recomand utilizarea unor medii solide transmitoare de presiune cum sunt: polifluoretilena, clorura de argint, pirofilitul, talcul etc. Exemple de sisteme hidraulice

-sistem inversabil cu motor

sistem cu centru deschis

-sistem centru deschis cu conexiuni in serie

- sistem centru deschis cu conexiune serie/paralel

Pompe hidrauliceNotiuni generaleOpompeste omasinsau unaparatcare transform energia, dintr-una dinformele sale mecanice, n form deenergie hidraulicsau pneumatic, n scopul transportriifluiduluicare primeste energia util. Energia mecanic poate proveni dinfortamuscular sau de la unmotorde antrenare. Altfel spus, pompele hidraulice convertesc energia mecanica de la un element principal de miscare (motor). Energia datorata presiunii este apoi utilizata pentru operarea unui actuator (distribuitor). Fluidul hidraulic este astfel impins, creandu-se debitul.La o pompa aflata in functiune distingem mai multe fenomene, cum ar fi:

Aspiratia - prin crearea unui vid partial intern uleiul se deplaseaza din rezervor in pompa;

Refulare - transferul uleiului in pompa spre orificiul de iesire din pompa.

Distingem astfel: Orificiul de aspiratie, este orificiul prin care patrunde uleiul in pompa;

Orificiul de refulare, este orificiul prin care uleiul iese din pompa.

O pompa este cea care vehiculeaza un debit de ulei, dar nu creeaza presiune, aceasta fiind obtinuta prin rezistenta la curgere a uleiului.

Atunci cand intr-un circuit se manifesta o rezistenta la curgere, presiunea uleiului este mai mare la orificiul de refulare fata de orificiul de aspiratie.Pompele hidraulice deplaseaz un lichid de la presiunea inferioar din aval (de exemplu un nivel hidraulic inferior), la presiunea superioar din amonte (de exemplu un nivel hidraulic superior). Diferenta depresiunepe care o nvinge pompa, exprimat de obicei nmde coloan de ap constituienltimea de ridicare a pompei, care este mai mare dect diferenta dintre presiunile din amonte si aval, datorit pierderilor din pomp si conductele sale. Volumul de lichid deplasat n unitatea de timp estedebitulpompei, exprimat de obicei n m3/s.Putereanecesar pentru pompare este proportional cu debitul pompei si cu nltimea de ridicare.

Clasificare1. Dup numrul de fluide, pompele pot fi:

cu un fluid (cel transportat) - primesc energia necesar de la un corpsolid(ex.:piston), cu dou fluide (cel motor si cel transportat) primesc energia necesara de la fluidul motor (ex.: vna deaer, vna deap).

2. Dupstarea de agregarea fluidului transportat pompele se mpart n:

pompe hidraulice pentru lichide;

pompe hidraulice pentru gaze.

3. Dup tipul de realizare a pomprii, pompele pot fi:

desmodrome (cumecanism),

cu lant cinematic cu desmodromie variabil (ex. pompa cu abur cu piston cu actiune direct).

4. Dup numrul de curse active pe rotatie, pompele pot fi:

cu simplu efect (fluidul este pompat de o singur fat a pistonului, iar cursa activ este ntr-un singur sens)

cu dublu efect (fluidul este pompat de ambele fete a pistonului, iar cursele din ambele sensuri sunt active) 5. Dup felul mecanismului mobil

Pompe cu piston:pomp de injectie(lamotoare cu ardere intern),pomp cu pistoanele n linie, pompele folosite la pompareapetroluluidin zcmintele cu energia epuizat, pomp folosit nmedicinca nlocuitor alinimii(pomp cord).

Pompe rotative sau centrifugale :pomp cu palete,pomp cu roti dintate,pomp cu lant si roat dintat(variant: pomp cu dopuri), pomp cu surub(pompa luiArhimede), pomp cu rotoare profilate.

Pompe cu membran:pomp peristaltic Pompe cu rotor: Pomp axial, semiaxial (diagonal), sau radial (centrifug), pomp submersil folosit la foraje.

6. Dupa modul de etansare Pompe hidrodinamice: Etanseitatea la acestea este practic inexistenta, debitul variind cosiderabil cu presiunea. Pompe volumice: Exista o etanseitate perfecta, iar debitul variaza foarte putin cu presiunea. Scurgerile interne sunt practic foarte slabe.

Elemente componente ale unei pompe

Axul motor este reprezentat de o bara cilinrica in jururl careia se roteste blocul. Aceasta bara contine 4 gauri ce o strabat in toata lungimea ei: 2 de admisie si 2 de refulare. Doua canale sunt taiate in aceasta bara, canale ce fac legatura intre 2 din cele 4 gauri de acelasi tip. Unul din canale permite lichidului sa treaca de la piston in gaurile de refulare, iar celalalt face legatura dintre gauri si piston in momentul in care lichidul este tras inauntru (admisie).

Gaurile de refulare sunt ghidate corespunzator astfel incat ele sa permita directionarea lichidului catre sistemul hidrauic. Cealalta pereche de gauri este conectata la reteaua de admisie.

Blocul cilindric este un bloc metalic gaurit in mijloc pentru a permite pozitionarea axului motor si a cilindrului in interiorul sau. Design-ul bocului cilindric poate varia in functie de tipul fiecarei pompe. Gaurile facute in acest bloc sunt facute cu ajutorul unor echipamente specializate, avandu-se in vedere diminuarea posibilitatii de pierdere a lichidului in timpul viitoarei functionari.

Blocul cilindric

Pistonasele difera mult prin forma lor :

- pistonas cu rotite - acestea se invart in scobitura facuta in interiorul rotorului

- pistonas cu varf conic - apasa direct pe rotor; pistonasul va efectua miscarea obisnuita in timp ce se va invarti in jurul axei sale astfel incat suprafata sa se va eroda uniform

- pistonase cu suprafete curbate apasa si aluneca in jurul suprafetei interioare a rotorului; acestea sunt fabricate folosind o tehnologie ce va permite obtinerea dimensiunilor optime pentru a evita scurgerile de fluid intre peretii pistonului si ai rotorului

Rotorul este format dintr-un inel circular, pe care se sprijina pistonasele. Acesta se invarte in interiorul unui bloc (stator) prin intermediul caruia se poate controla pasul pistonaselor.

Pompele volumice sunt aparatele care realizeza transformarea energiei mecanice in energie hidraulica. In timpul functionarii sale pompa are doua functii importante: In primul rand, ea creeaza un vid partial pe aspiratie, ceea ce obliga lichidul din rezervorul hidraulic sa urce prin canalizare pana la pompa; In al doilea rand aceasta asigura transportul lichidului pana la orificiul de refulare. Principiul de constructie

Fig.1Descriere si functionare1 rezervor2 rotor excentric in raport cu statorul si antrenat in miscare de rotatie de un motor electric3 stator4 resort care impinge paleta catre stator5 paleta culisanta in rotor.

In timpul rotatiei, paleta creaza un vid partial intre punctele C si D, diminiand cantitatea de aer continut in teava de aspiratie si volumul A.In momentul trecerii paletei in punctul C, vidul partial este nul, dar in timpul trecerii prin punctul D, vidul partial este maxim.Presiunea atmosferica care se exercita pe suprafata libera a lichidului continut in rezervor, face ca fluidul sa urce prin tubulatura de aspiratie , pentru compensarea cresterii volumului de aer continut in teava.Dupa mai multe rotatii ale paletei, se va suprima aerul continut initial in teava de aspiratie, si in volumul A. Sub efectul presiunii atmosferice, lichidul umple teava de aspiratiesi volumul A.In timplul rotatiei urmatoare, paleta impinge lichidul in volumul B, pana la teava de refulare.Astfel, remarcam in timplul unei rotatii a paletei: Volumul A creste, ceea ce determina aspiratia; Volumul B scade, ceea ce determina refularea.Aceste principii de aspiratie si de refulare sunt valabile pentru toate pompele volumice.Paramterii principali ai pompelor volumice sunt: presiunea maxima a acestora si debitul (fix sau reglabil) pe care-l pot refula.Presiunea maxima la care va fi solicitata pompa hotareste tipul acesteia, iar debitul hotareste gabaritul si turatia de antrenare.Pompe rotative sunt pompele cu organele active in miscare de rotatie avanseaza mediul lichid in mod continuu si se numesc pompe rotatative.In acest tip de pompa lichidul este transferat printr-o miscare circulara de aspiratie si de refulate.Pompele rotative sunt clasate in general dupa elementele care deplaseaza efectiv lichidul.

Distingem urmatoarele tipuri de pompe:a) Cu angrenajeb) Cu lobic) Cu paleted) Cu pistoane axialee) Cu pistoane radialef) Cu surubAceste pompe pot fi de trei tipuri:1) Cu cilindree constanta2) Cu cilindree variabila3) Cu cilindree auto-anulabilaDescriere pompelor rotative

1 Pompe rotative cu angrenajeDescriere:Pompele cu angrenaje cu dantura exterioara sunt constituite dintr-un carter (1) si doua pinioane cu dantura dreapta.Unul dintre pinioane este numit pinion conducator (2) care este motor, fiind solidar cu arborele de antrenare.Celalalt pinion, numit pinion condus (3) este antrenat in miscarea de rotatie de catre angrenajul danturii.

Fig.12Functionare:Uleiul din rezervor ajunge la pompa in punctul A, la aspiratie, el umpland golurile dintre pinioane in partea superioara, partea C.Odata ajuns si inchis in acea zona, uleiul este transportat de catre pinioane spre stanga si spre dreapta in partea interioara a carterului, fiind impins catre R, adica spre refulare.Acest ulei nu se poate reintoarce in A, deoarece dintii care angreneaza in E formeaza o perfecta etanseitate intre aspiratie si refulare.Aspiratia la aceste pompe este provocata de vidul creat la nivelul D unde se realizeaza decuplarea danturii.Aceste pompe se pot roti in cele doua sensuri; dar se va avea grija ca atunci cand se face inversarea sensului de rotatie, trebuie sa se faca si inversarea conductelor de aspiratie si de refulare. Fig.13 Distingem doua tipuri de pompe cu angrenaje:Pompe cu angrenaje cu dantura exterioara Pompe cu angrenaje cu dantura interioara

Fig.14Principii de constructie:Aceste pompe au o constructie foarte simpla. Ele pot lucra la presiuni de pana la 210 bari, dar sunt in general utilizate la presiuni care variaza in jurul valorii de 100 bari.

Aceste pompe sunt cu debite cuprinse intre cativa litrii pana la cateva sute de litrii pe minut pentru turatii cuprinse intre 500 si 3500 rot/min.Calculul cilindreii:

Fig.15Acesta este un volum de ulei care este refulat la o turatie a arborelui pompei.Astfel, vom avea:H = 2M dp = MZP = = Lungimea circumferintei: dp x sau P x Z = MZCilindreea = MZ x 2M x bCilindreea = 2 M2 2b Unde:M = modulul dintilorZ = numarul de dintib = largimea unui dinte h = inaltimea unui dintedp = diametrul primitivp = pasul ObservatiiCa urmare a angrenarii, uleiul ramane blocat in camera interioara C formata de dantura rotilor dintate. Pe masura ce angrenajul se roteste, volumul acestei camere se micsoreaza progresiv, astfel incat presiunea uleiului cuprins in ea creste, putand atinge valori foarte ridicate. Consecinte- Supraincarcarea palierelor si a cailor de rulare.- Solicitarea la incovoiere a arborilor care sustin pinioanele.

Fig.16

Remediia) Prin executia de frezari in garniturile pompei- o singura frezare in cazul unei pompe cu un singur sens de rotatie;- doua frezari identice si simetrice in raport cu linia centrelor pentru o pompa cu doua sensuri de rotatie.

Fig.17b) Prin executie- Gaurirea radiala prin pinionul conducator;- Executarea a doua crestaturi in arborele fix, sustinut de acelasi pinion conducator:- prin gaurile radiale si crestatura R, uleiul comprimat in spatial intermediar creat este retrimis in camera de refulare;- prin gaurile radiale si crestatura A, uleiul venit din rezervor poate depasi vidul partial dintre dintii care se dezangreneaza.Nota: Acest dispozitiv este convenabil atat pentru o pompa cu un singur sens de rotatie, cat si pentru o pompa cu doua sensuri de rotatie. 2 Pompe rotative cu lobiFunctionarea pompelor cu lobi este asemanatoare cu aceea a pompelor cu roti dintate. Pe figura s-au facut notatiile: 1 - carcasa pompei; 2 - arbore motor; 3 - lob; 4 - galerie de aspiratie; 5 - galerie de refulare. Lobii sunt in permanent contact intre ei si cu carcasa pompei, delimitand astfel volumele de lucru. Pot avea suprafata neteda sau danturata cu dinti de profil evolventic. Daca lobii au fata neteda, atunci este necesar ca ambii lobi ai pompei sa fie antrenati in miscare prin arbore cu pana. Daca suprafata lobilor este danturata, atunci numai unul din lobi este antrenat (lobul conducator), iar celalalt este condus. Aspiratia se produce pe partea in care lobii ies din angrenare. Datorita dificultatilor tehnologice de realizare, precum si a niveluluiscazutal parametrilor obtinuti in functionare, folosirea acestui tip de pompa este destul de limitata.

Fig. 13Pompa cu lobi (a) cu doi dinti; (b) cu trei dinti3 Pompe rotative cu palete

In figura de mai jos este reprezentata o pompa cu palete simpla de tip neechilibrat. Aceasta pompa este constituita dintr-un rotor prevazut cu canale si antrenat printr-un arbore canelat.Fiecare canal contine o paleta plata, rectangulara, care se poat misca radial in lungul ei. Rotorul si paletele sunt plasate intr-un carter al carui profil interior este excentric in raport cu axa arborelui de comanda.Atunci cand rotorul se roteste, forta centrifuga impinge paletele catre suprafata interioara a carterului, astfel incat ele sa urmeze intocmai profilul. Astfel, paletele vor diviza spatiul cuprins intre rotor si carter intr-o serie de alveole.

Fig.6Aspiratia pompei este situata in partea in care alveolele cresc in dimensiuni, astfel creindu-se un vid partial.acest vid este umplut de lichidul hidraulic care este impins in alveolele de la aspiratie de catre presiunea atmosferica care actioneaza in rezervor.Lichidul retinut intre palete este transportat pana la cota de refulare a pompei.Alveolele din zona de refulare isi diminueaza progresiv volumul astfel ca uleiul transportat este transmis in orificiul de refulare.Pompa prezentata mai sus nu este echilibrata pentru ca toate actiunile de pompare se produc in alveolele de pe aceiasi parte a rotorului si a arborelui. Aceasata dispunere incarca radial cele doua piese.Pompele cu palete cele mai utilizate sunt cele in constructie echilibrata. Pompele contin un inel in care profilul interior este oval si el formeaza doua spatii separate de pompaj plasate la 180 in raport cu axa pompei. Incarcarile radiale aplicate la arbore sunt astfel egale si opuse, deci ele se anuleaza. 4 Pompe rotative cu pistoane axiale

Sunt cunoscute trei principii constructiv-functionale, si anume: cu disc inclinat, cu corp inclinat si cu disc fulant, toate putand fi cu pozitie fixa sau reglabila a discului sau a corpului.A. Pompe cu pistonase axiale VICKERSFig.19Asa cum apare reprezentata in figura 19, pompa se compune din:- Noua pistoane (1) echilibrate hidraulic: fiecare rotula (2) si scaunul sau (3) sunt strapunse de o gaura mica pentru ca se formeaza un film de ulei intre scaunul rotulei si discul de sprijin (4) pentru a se obtine echilibrarea hidraulica a pistoanelor si ungerea suprafetele;- Un bloc de cilindrii (5) antrenat in miscare de rotatie prin arborele pompei (6);- un etrier (7) supus, intr-o parte, la efort de resortul (8) , iar in paretea opusa de pistonul de comanda (9). Inclinarea sa determina cilindreea pompei, prin realizarea unei miscari alternative a pistoanelor in blocul cilindrilor (5) ca urmare a rotatiei acesteia din urma;

- un capac (10) care are in componenta orificiile de aspiratie si de refulare ca si oglinda de distributie (B);- un sertar compensator (11) supus la efort de resortul reglabil (12), pe de-o parte, si presiunea de refulare, prin orificiul (A), pe de alta parte.La pornire, etrierul (7) este mentinut de resortul sau (8) in pozitia care asigura cilindreea maxima.Atunci cand presiunea de refulare atinge valoarea de reglaj a pompei, pistonul compensator (11) se ridica sub efectul resortului reglat (12).Uleiul sub presiune este admis in pistonul de comanda al etrierului (9) si provoaca deplasarea acestuia spre dreapta, miscand etrierul (7) contra efectului dat de resortul (8).Astfel, inclinarea etrierului (7) este diminuata si, ca urmare, cursa pistoanelor (1) se micsoreaza. Cilindreea corespunde astfel unui debit cerut.Daca se doreste in instalatie un debit crescut, presiunea de refulare se va diminua, sertarul compensator (11) va cobora din nou, uleiul inchis in pistonul de comanda a etrierului (9) este in parte evacuat spre dren prin canalul (C), pana cand etrierul (7) isi gaseste o noua pozitie de echilibru corespunzatoare debitului cerut.

Fig.20Atunci cand debitul furnizat de pompa este inferior debitului dorit in instalatie, presiunea cade si pompa tinde a se bloca pe cilindreea maxima.Cyl = lsn

unde:Cyl = cilindreea pe rotatie l = cursa maxima a unui piston s = suprafata unui piston n = numarul de psitonase

Fig.21

Aceasata figura prezinta situatia in care debitul cerut in instalatie este un sfert din debitul maxim al pompei.Schita de mai jos prezinta oglinda de distribuitie si comutarile intre aspiratie si refulare.

Fig.22

B. Pompa cu pistonase axiale si cilindree constanta VICKERSExista doua modele de pompe cu pistonase axiale cu cilindree constanta. Primul model, ceva mai vechi, este pompa cu corp inclinat, ca in fig.23 (a) , se poate spune ca axa arborelui de antrenare si axa blocului cilindrilor formeaza un unghi.Alt model, ceva mai nou, este pompa cu corp drept, numita si pompa cu disc inclinat, vezi fig.23 (b) , cand axa arborelui de antrenare se confunda cu axa blocului cilindrilor.

a)

b)

Fig.23

1. Pompa cu pistonase axiale, cilindree constanta si corp inclinatAceasata pompa are un corp format din doua parti (1) si (2), un arbore de antrenare (3) sprijinit prin doi rulmenti (4) si (5) si de un platou de antrenare cilindric (6) in care vin articulate rotulele bielelor (7). Pistonasele (8) sunt articulate prin rotulele din capul bielelor si se deplaseaza in interiorul cilindrilor din blocul cilindrilor (9). Bolcul cilindrilor este antrenat in miscare de rotatie prin legatura unuversala (10), antrenata si ea la randul ei prin arborele de antrenare. Etanseitatea intre blocul cilindrilor, oglinda de distributie (11) si blocul de distributie este asigurata prin resortul (13). Orificiile sunt prevazute pentru trecerea uleiului intre blocul de distributie , oglinda de distributie si blocul cilindrilor.

Fig.24Blocul de distributie cuprinde doua orificii care asigura comunicarea cu sistemul hidraulic. Garnitura arborelui (14) retine ueliul in interiorul carterului asigurand astefel ungerea. Carterul este astfel construit incat sa mentina fix unghiul format de axa arborelui de antrenare si axa blocului cilindrilor. Prin inlocuirea semi-carterului care contine blocul cilindrilor cu un alt semi-carter cu un alt unghi decat cel precedent, duce la schimbarea cilindreii pompei.In figura de mai jos este schematizat un grup rotativ montat pe carterul sau.

Fig 25

Fig.25aLa punctul (a), unghiul de inclinare al carterului este nul. De aceea, cursa (lungimea parcursa de un piston in alezajul sau in timpul unei rotatii a arborelui ) este nula. Atunci cand unghiul de inclinare a carterului creste progresiv (fig. b si c) cursa pistonului creste proportional. Ca urmare, lungimea totala a pistonului si a bielei sale ramane constanta si atunci cand creste unghiul de inclinre, va creste distanta care separa fundul pistonului de fundul cilindrului in pozitia de reintrare minima a pistonului. Cresterea unghiului de inclinare va duce la cresterea cilindreii pompei. Din cauza legaturii dintre blocul cilindrilor si arborele de antrenare , pistonasele sunt actionate ele revenind in alezajul lor atunci cand arborele este antrenat in miscare de rotatie.

Diametrul alezajului, numarul de pistonase si lungimea cursei determina cilindreea totala a pompei.Una din functiile blocului si a oglinzii de distributie este de a permite trecerea debitului de intrare si de iesire in alezajul blocului de cilindrii. Fiecare orificiu din blocul de distributie strapunge degajarile semicirculare executate in oglinda de distributie. Orificiile de pe oglinda de distributie sunt in prelungirea orificiilor care comunica cu alezajele din blocul cilindrilor. Un spatiu relativ mic separa cele doua orificii, de aspiratie si de refulare. Fiecare piston creeaza un vid in cilindrul sau; uleiul hidraulic este impins in cilindru sub actiunea presiunii atmosferice in timpul unei semi-rotatii si pistonul refuleaza uleiul prin orificiul de refulare in timpul celeilalte miscari de rotatie.

Efortul exercitat pe pistoane in timpul functionarii lor este transmis la discul cilindric antrenat de arbore prin intermediul bielelor pistoanelor. Impingerile radiale si axilale care actioneaza asupra arborelui de antrenare sunt suportate de rulmenti. 2. Pompa cu pistonase axiale , cilindree constanta si disc inclinat Fig.26Aceasata pompa se compune dintr-un carter realizat prin turnare (1), dintr-un grup rotitor compus dintr-un arbore de antrenare (2) sprijinit pe un rulment cu bile (3) instalat in carter si un rulment cu role (4) instalat in blocul de distributie (5). Arborele de antrenare sustine si o rondela sferica (6) solidara cu arborele prin caneluri, un bloc de cilindrii (7) de asemenea solidar cu arborele prin caneluri. O placa (8) este suport pentru sabotii pistoanelor (9) pivoteaza pe rondelele sferice si apasa pe discul inclinat (10). Acest disc este inclinat formand un unghi cu axa arborelui de antrenare.Acest unghi determina cursa pistonaselor (11) cilindrii din blocul de cilindrii, determinand astfel cilindreea pompei. Blocul de distributie are suprafata interna nitrurata, aceasta avand in componenta doua deschideri semicirculare care mentin legatura intre orificiile de aspiratie si de refulare si orificiile cilindrilor din blocul de cilindrii. Un resort (12) situat in interiorul blocului de cilindrii este strans la montaj asigurand astfel etanseitatea intre blocul de cilindrii si fundul suprafetei din blocul de distributie, el presand rondelele sferice pe placa de retinere.Fundul acestei suprafete joaca deci rolul oglinzii de distributie de la pompa cu pistonase axiale si bloc inclinat. O garnitura cu buze asigura etanseitatea inspre rulmentul cu bile. Aceasata pompa poseda , in general, in carterul sau doua orificii (13) si (14). La unul din aceste orificii, plasat in partea superioara a pompei,se monteaza drenul care apoi este legat la rezervor. Functionarea acestor pompe este analoga cu functionarea pompei cu corp inclinat. Dar efectul datorat inclinarii corpului pompei este inlocuit de actiunea inclinarii discului suport. Aceasta placa suports prijina pistonasele in timpul rotatiei lor ceea ce provoaca creearea unei cilindree, deci a unui debit, asa cum se observa si in figurile de mai jos (b si c).

Fig.27Arborele de antrenare antreneaza blocul cilindrilor si pistonasele, ca in fig. 28. Sabotii pistonaselor gliseaza pe discul de presiune pe care se sprijina. Unghiul pe care il face acest disc cu axa arborelui de antrenare determina miscarea de dute-vino a pistonaselor in blocul de cilindrii. Atunci cand pistonul incepe miscarea sa de recul, deschiderea din spate a cilindrului sau se prezinta inaintea deschiderii semicirculare de aspiratie din blocul de distributie si lichidul hidraulic umple cilindrul, aceasta in timpul unei miscare de semirotatie a arborelui de antrenare. Atunci cand cilindrul este complet plin, deschiderea din spate a cilindrului intalneste spatiul inchis situat intre cele doua orificii semi-circulare, de aspiratie si de refulare, apoi deschiderea de la refulare. Pistonul reintra in cilindrul sau, in timpul celei de-a doua semi-rotatii si erxpulzeaza lichidul hidraulic in orificiul semicircular de refulare din blocul de distributie.

Fig.28Functionarea acestor pompe este intrutotu analoga cu cea a pompelor cu corp inclinat, asa cum se observa si din figura de mai sus. Trebuie remarcat faptul ca, ca realizarea mecanica a acestei pompe este mult mai simpla decat a pompei cu bloc inclinat si ca numarul pieselor aflate in miscare este mult mai mare.5 Pompe rotative cu pistoane radiale In figura de mai jos este prezentata o pompa cu pistonase radiale BOSCH.

Fig.29

Aceasta pompa este constituita din:- Un rotor (1) solidar cu arborele de antrenare (2);

- Un sertar cilindric fix (3), pe care se roteste rotorul (1) si care contine orificiile de aspiratie si de refulare;

- Pistonasele (4) care se sprijina pe inelul excentric (5) prin patinele hidrostatice (6) si care culiseaza in rotorul (1) in timpul unei rotatii;

- O articulatie a rotulei (7) leaga pistonul (4) de patina sa (6);

- Ghidajul patinelor (6) pe inelul excentric (5) este realizat prin inele de mentinere (8) situate de-o parte si de alta a patinelor (6). In timpul functionarii, forta centrifuga si presiunea uleiului lipeste pistonasele (6) pe inelul de frictiune (7);

- Pistonul de echilibrare (9) si pistonul de control (10), comandate prin sertarul compensator (11), permit centrarea sau descentrarea (creearea unui excentric) inelului de frictiune (5) in raport cu axae rotorului (1);

La pornire, arcul (12) a pistonului de control (10) deplaseaza total (realizeaza excentricul) inelul de frictiune (7). In timpul functionarii, presiunea de refulare actioneaza asupra pistonului (9), pe suprafata S si asupra pistonului (10) pe suprafata 2S (pe acesta din urma prin canalul A). atata timp cata aceasata presiune este inferioara valorii reglate a compensatorului de presiune (14), pompa ramane cu debit plin.Atunci cand presiunea de refulare atinge valoarea reglata a compensatorului de presiune, sertarul (11) a acestui copmpensatir se deplaseaza comprimand resortul de reglaj (15).Astfel camera pistonului de control este pusa in legatura cu rezervorul, ca urmare, pistonul de echilibrare (9) centreaza inelul de frictiune (5) pe rotorul (1).Astfel, presiunea de refulare se mentine la valoarea reglata.6 Pompe rotative cu surubPrincipiul de constructie:Pompele cu surub sunt constituite in general dintr-un corp in care sunt prelucrate trei alezaje suprapuse, in care sunt montate trei suruburi axiale paralele.Filetul la aceste suruburi are forma trapezoidala.Surubul central este conducator sau motor , iar celelate doua suruburi, aflate de o parte si de alta sunt conduse sau antrenate.

Fig. 30

Fig.31

Principiul de functionare:Fluidul debitat nu se roteste, ci se misca rectiliniu. Surubul motor se comporta asemeni unui piston fara sfarsit care se misca in mod continuu antrenand lichidul de la orificiul de aspiratie spre orificiul de refulare.Caracteristici:Aceste pompe pot fi asimilate cu pompele cu angrenaje. Performantele lor sunt mult mai ridicate, si anume: nu apar pulsatii de debit chiar la turatii ridicate si nu au numeroase piese in contact reciproc, dar se folosesc la presiuni mici.Aceste pompe au un randament scazut, dar au avantajul unei functionari silentioase, dand un debit foarte regulat (constant).Aceste pompe au debitul constant, acesta neputand fi modificat in functie de viteza de rotatie.Pompele cu surub sunt utilizate in industria petroliera si chimica pentru efectuarea refularii lichidelor cu vascozitate ridicata.7 Pompa cu cilindree constanta

Fig.32Examinand figura de mai jos se observa ca atunci cand rotorul efectueaza o, jumatatae de tura, pompa aspira volumul A si refuleaza volumul B. deci, la fiecare tur, pompa refuleaza un volum A +B.Acest volum refulat la fiecare tura se numeste cilindreea pompei.In cazul nostru, pompa este antrenata de un motor electric astfel incat viteza de rotatie este fixa prin constructie. Deci ea este constanta.Pentru ca noi nu avem posibilitatea de a regla cilindreea pompei noastre, debitul acesteia va fi constant. Deci, o pompa cu debit constant este o pompa la care nu putem modifica debitul atunci cand se modifica viteza de rotatie.8 Pompa cu cilindree variabilaFig.33 Descriere:

(1) = surubul de reglare (2) = stator

(3) = rotor

(4) = resort

(5) = paleta

(6) = corpul pompeiDebitul dorit este obtinut printr-un reglaj efectuat asupra unei pompe.In cazul unei pompe cu palete si cilindree variabila, vom modifica pozitia relativa a axelor rotorului si statorului.In figura de mai jos vom avea:

Fig.34Surubul 1 este insurubat complet: Debit maximSurubul 1 este desurubat cu cateva ture: Debit intermediarSurubul 1 este complet desurubat: Debit nulObservam ca prin deplasarea statorului in raport cu rotorul putem face varierea debitului de la valoarea maxima pana la anularea completa, prin trecerea printr-un debit intermediar.Astfel avem realizata o pompa cu debit variabil. Deci, o pompa cu debit variabil este o pompa la care putem varia debitul fara a schimba viteza de rotatie a rotorului.Nota: Pompele cu cilindree constanta si variabila trebuie sa fie obligatoriu protejate la refulare printr-o supapa de siguranta, numita si limitator de presiune.9 Pompa cu cilindree auto-anulabila

Fig.35

Descriere: (1) = surubul de rezglare (2) = compensator de presiune (3) = stator (4) = rotor (5) = paleta (6) = resort (7) = corpul pompeiLa acest tip de pompa regasim aceleasi organe ca la pompa cu debit variabil dar, controlul statorului se efectueaza printr-un compensator de presiune.Conducta de refulare (din interiorul corpului) este unita cu fata inferioara a pistonului.Un resort reglabil printr-un surub apasa pe suprafata sa superioara, noi putand deci regla efortul de deplasare al pistonului.Functionarea dispozitivului:Pompa se roteste si umple cilindrul de la masina. Atunci cand pistonul ajunge la capat, lichidul nu se poate scurge si presiunea in circuit creste, deci in partea de dedesubt a pistonului de comanda a statorului.Daca aceasata presiune creste suficient pentru a invinge rezistenta resortului, pistonul se deplaseaza si statorul impinge resortul inferior, devenind concentric cu rotorul.Ne vom gasi atunci in situatia studiata in cazul anterior.Pentru ca nu mai avem debit (debitul este nul), presiunea va inceta sa mai creasca.Daca presiunea tinde sa se diminueze, resortul obliga statorul sa coboare, deci pompa va avea din nou debit.O pompa cu debit auto-anulabil este o pompa la care debitul se anuleaza atunci cand presiunea maxima dorita in circuit este obtinuta.

Recomandari pentru montarea diferitelor tipuri de pompe

Conductele de aspiratie vor fi cel putin egale cu dimensiunile nominale ale orificiului de aspiratie si nu va exista nici o reducere a sectiunii intre orificiul de aspiratie si filtru.

Viteza de curgere in conducta de aspiratie trebuie sa fie cuprinsa intre 0,6 si 1,2 m/s.

Carterul (sau corpul) pompei trebuie complet umplut cu ulei inainte de pornirea acesteia.

Conducta de drenaj trebuie sa aiba dimensiuni corespunzatoare cu diametrul orificiului de drenaj, ea trebuind sa fie intotdeauna legata de orificiul de drenaj situat in partea superioara a carterului astfel incat carterul sa ramana intotdeauana plin cu ulei. Daca aceasta conducta de drenaj este de lungime mare, sectiunea sa poate fi crescuta pentru a se evita aparitia unor pierderi de sarcina importante (presiunea in interiorul carterului nu trebuie sa depaseasca 0,35 bar). Asa cum s-a mentionat si anterior, aceste conducte trebuiesc prelungite in rezervor pentru a se evita efectul de sifonare, care poate avea consecinte ca golirea carterul pompei de ulei si eliberarea uleiului in atmosfera.

Caracteristici functionale generalePompele se caracterizeaza prin debitul lor si prin presiunea maxima admisibila.Debitul este cantitatea de lichid pe care o pompa o poate furniza pe unitatea de timp, la o viteza de antrenare data.Q =

INCLUDEPICTURE "http://www.scritube.com/files/tehnica%20mecanica/1428_poze/image070.gif" \* MERGEFORMATINET

unde:

Q = debitul [ l/min ]

Vol = volumul [dm3]

Timp = [min]Se va putea scrie:Q = S v

unde:

Q = debitul [ l/min ]

S = suprafata [dm2]

v = viteza de curgere [dm/min]Schimarile vitezei de antrenare modifica debitul pompei, ducand la modificarea cilindreii pompei. Cilindreea unei pompe exprimata in cm3 este volumul teoretic de lichid furnizat pe o rotatie la presiune nula.Cil. =

unde:

Cil. = cilindreea [cm3]

Q = debitul [cm3/min]

N = turatia [rot/min]Putem spune astfel ca, o pompa produce un debit; iar rezistenta la curgere pe care o intampina debitul de lichid in circuit creeaza presiunea. Exista o limita maxima a presiunii pentru care o pompa poate functiona corect. Aceasta presiune se va exprima in bar sau in Pascali.

1 bar = 105 Pascali

Putem defini astfel relatia dintre debit si presiune:

Debitul unei pompe nu este constant; acesta se diminueaza cand rezistenta la curgere a uleiului (deci presiunea) creste.Aceasta diminuare a debitului se datoreaza faptului ca etanseitatea interna a pompei nu este perfecta si o anumita cantitate de ulei trece direct din zona de aspiratie in zona de refulare, in interiorul pompei.Aceste pierderi apar la toate pompele , aceasata pentru ca debitul unei pompe este dat pentru mai multe presiuni.CONCLUZII

- pompele hidraulice convertesc energia mecanica de la un element principal de miscare (motor).

- Energia datorata presiunii este apoi utilizata pentru operarea unui distribuitor.

- Atunci cand intr-un circuit se manifesta o rezistenta la curgere, presiunea uleiului este mai mare la orificiul de refulare fata de orificiul de aspiratie.

- Pompele hidraulice deplaseaz un lichid de la presiunea inferioar din aval (de exemplu un nivel hidraulic inferior), la presiunea superioar din amonte

- principiile de aspiratie si de refulare sunt valabile pentru toate pompele volumice.

- Paramterii principali ai pompelor volumice sunt: presiunea maxima a acestora si debitul (fix sau reglabil) pe care-l pot refula.

- Presiunea maxima la care va fi solicitata pompa hotareste tipul acesteia, iar debitul hotareste gabaritul si turatia de antrenare.

- Pompele cu surub sunt utilizate in industria petroliera si chimica pentru efectuarea refularii lichidelor cu vascozitate ridicata.

- O pompa cu debit variabil este o pompa la care putem varia debitul fara a schimba viteza de rotatie a rotorului.- o pompa cu debit constant este o pompa la care nu putem modifica debitul atunci cand se modifica viteza de rotatie.

- O pompa cu debit auto-anulabil este o pompa la care debitul se anuleaza atunci cand presiunea maxima dorita in circuit este obtinuta.

- Debitul unei pompe nu este constant; acesta se diminueaza cand rezistenta la curgere a uleiului (deci presiunea) creste.

- Pompele cu cilindree constanta si variabila trebuie sa fie obligatoriu protejate la refulare printr-o supapa de siguranta, numita si limitator de presiune.

Bibliografie:

- Hidraulica masinilor-uneltelor de A. Oprean, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1983

- internet

PAGE 36